Sie möchten Analysen und Prüfungen an Einkristall-Superlegierungen (CMSX-4, René N5, Ni-/Co-Basis) durchführen
Warum die Analyse von Einkristall-Superlegierungen keinerlei Ungenauigkeit verzeiht
Die Einkristall-Superlegierungen auf Nickelbasis (CMSX-4, René N5, PWA 1484) oder Kobaltbasis sind die tragenden Säulen für die extremsten Einsatzbedingungen der modernen Industrie. Sie wurden entwickelt, um Korngrenzen zu eliminieren und Temperaturen standzuhalten, die ihrem Schmelzpunkt nahekommen; ihre Integrität hängt von einer Chemie und einer Mikrostruktur mit absoluter Präzision ab.
Schon eine mikroskopische Abweichung oder ein Fehler in der Kristallorientierung kann die Lebensdauer eines Turbinenschaufel um den Faktor zehn verkürzen.
Unsere Dienstleistungen für Analysen und Prüfungen an Einkristall-Superlegierungen (CMSX-4, René N5, Ni-/Co-Basis)
Wir begleiten Gießer, Triebwerkshersteller und Akteure der Metallurgie auf Spitzenniveau in jeder Phase der Wertschöpfungskette: von der Kontrolle des Rohmaterials bis zur Begutachtung von Bauteilen nach dem Einsatz.
Mikrostrukturelle Kontrolle und Kristallorientierung
Bestimmung der Kristallorientierung: präzise Messung der Fehlorientierung (Abweichungswinkel von der Wachstumsachse) mittels Röntgenbeugung oder EBSD.
Phasenbewertung: Quantifizierung des Volumenanteils, der Größe und der Morphologie der ausscheidungshärtenden Partikel.
Nachweis schädlicher Phasen: Identifizierung und Quantifizierung der topologisch dicht gepackten Phasen (TCP), die für die Versprödung des Werkstoffs verantwortlich sind.
Kontrolle der Gießerei-Porosität: Bildanalyse zur Messung des Anteils an verbleibenden Mikroporen nach der Wärmebehandlung (HIP / CIC).
Hochtemperatur-Kriechversuche
Kriechen ist der wichtigste Versagensmechanismus dieser Legierungen. Wir qualifizieren Ihre Proben unter extremen Bedingungen:
Standard- und beschleunigte Kriechversuche: Temperaturen von 750°C bis über 1150°C.
Kontinuierliche Dehnungsüberwachung: hochpräzise Datenerfassung zur Erstellung von Kriechkurven (primärer, sekundärer und tertiärer Bereich).
Nach dem Kriechen: Beobachtung des Phänomens des "Raftings".
Hochpräzise chemische Analyse
| Legierungsfamilie | Wichtige Sorten | Typische Anwendungen |
| Nickelbasis (Generation 2 & 3) | CMSX-4, René N5, PWA 1484, AM1 | Hochdruckturbinen-Schaufeln, Luftfahrt-Leitschaufeln |
| Nickelbasis (Generation 4+) | MC-NG, CMSX-10 | Raumfahrt- und Militäranwendungen der nächsten Generation |
| Kobaltbasis | Fortschrittliche Sorten (Co-Al-W) | Komponenten für Landturbinen, Bereiche mit hoher Korrosionsbeständigkeit |
Das Labor FILAB unterstützt Industrieunternehmen bei ihren Analysen und Prüfungen an Einkristall-Superlegierungen (CMSX-4, René N5, Ni-/Co-Basis)
Warum ein Labor für die Analyse von Superlegierungen beauftragen?
Ein Labor für die Analyse von Superlegierungen wird häufig von den metallverarbeitenden Industrien beauftragt, da es Fragestellungen rund um Qualität, Leistungsfähigkeit und Konformität von Materialien und Metallprodukten beantwortet.
Die Analyse von Superlegierungen ermöglicht es, die chemische Zusammensetzung zu überprüfen, und stellt so sicher, dass die verwendeten Materialien den für bestimmte Anwendungen erforderlichen Standards entsprechen, wodurch das Risiko eines Ausfalls vermieden wird.
Darüber hinaus helfen diese Analysen dabei, die Ursachen von Ausfällen zu identifizieren und zu verstehen, wie etwa Korrosion, Ermüdung oder Brüche, und ermöglichen so die Verbesserung der Herstellungsprozesse und der Materialauswahl.
Leistungen rund um Superlegierungen
Ein analytischer Gerätepark für die Untersuchung und Analyse von Superlegierungen
Unsere Metall- und Legierungsanalysen
Zinn : SAC 305, SAC 0807, Zinn-Blei (SNPB)
Unsere Akkreditierungen
Das Labor FILAB ist vom COFRAC (Comité Français d’Accréditation) – Bereich Laboratorien – für seine Abteilungen Chemie, Metallurgie, Organische Chemie, Chemie-Expertise, Werkstoffexpertise und Umwelt für folgende Bereiche akkreditiert:
✔️ Physikalisch-chemische Analyse metallischer Werkstoffe
✔️ Physikalisch-chemische Analyse kosmetischer Produkte und pharmazeutischer Produkte
✔️ Physikalisch-chemische Analyse medizinischer Geräte, medizinischer Ausrüstungen sowie chemischer und biologischer Produkte
Geltungsbereich verfügbar Nr. 1-1793
Diese Nadcap-Akkreditierung umfasst insbesondere:
✔️ Chemische Analyse (ICP-OES) kritischer Metalllegierungen
(Al, Fe, Ni, Ti)
✔️ Metallographie
Eine internationale Anerkennung, die unser Engagement für Qualität und Zuverlässigkeit bei den anspruchsvollsten Anwendungen, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, bestätigt.
Unsere FAQ
Um ein Angebot zu erhalten, können Sie unsere Teams über unser Kontaktformular, telefonisch oder per E-Mail kontaktieren.
Teilen Sie uns einfach Ihren Bedarf mit (Materialart, gewünschte Analyse, gegebenenfalls Norm, Dringlichkeit, Anzahl der Proben …). Anschließend senden wir Ihnen innerhalb von 24 bis 48 Stunden ein individuelles technisches und preisliches Angebot zu.
Die Fristen variieren je nach Art der Analyse und der Komplexität des Expertisenprojekts.
FILAB verpflichtet sich jedoch, schnelle Fristen zu bieten, die an Ihre Anforderungen und industriellen Dringlichkeiten angepasst sind.
Einkristall-Superlegierungen werden in den härtesten Umgebungen eingesetzt, insbesondere für Turbinenschaufeln in der Luftfahrt und für Energieturbinen. Ihr Verhalten bei hohen Temperaturen hängt direkt von ihrer chemischen Zusammensetzung, ihrer Mikrostruktur, ihrer Kristallorientierung und ihrem metallurgischen Zustand ab. Eine Laboranalyse ermöglicht es, die Konformität zu überprüfen, die Ursachen eines Ausfalls zu identifizieren oder einen Herstellungs- bzw. Reparaturprozess zu validieren.
Spezialisierte Labore untersuchen zahlreiche Einkristall-Superlegierungen auf Nickel- oder Kobaltbasis, darunter:
- CMSX-4
- René N5
- René N4
- PWA 1484
- PWA 1480
- AM1
- TMS-75, TMS-82+, TMS-238
- Einkristall-Legierungen auf Kobaltbasis der neuen Generation
Diese Werkstoffe sind hauptsächlich für die Luftfahrt, Raumfahrt, Verteidigung und den Energiesektor bestimmt.
Kriechen ist eine langsame und fortschreitende Verformung eines Werkstoffs, der bei hoher Temperatur einer konstanten mechanischen Belastung ausgesetzt ist. Bei Einkristall-Superlegierungen stellt es einen der wichtigsten Alterungsmechanismen von Bauteilen dar, die über mehrere tausend Stunden in Flugtriebwerken oder industriellen Turbinen betrieben werden. Die Kriechfestigkeit ist daher ein wesentlicher Kriterium, um die Lebensdauer der Bauteile zu gewährleisten.
Die Analyse nach dem Kriechversuch ermöglicht es, die Mechanismen zu verstehen, die zur Schädigung des Werkstoffs geführt haben. Sie hebt insbesondere hervor:
- die Entwicklung der γ/γ'-Mikrostruktur,
- die Bildung von Hohlräumen oder Rissen,
- Rafting-Phänomene,
- Verformungsmechanismen,
- Rissinitiierungszonen,
- die Auswirkungen einer Wärmebehandlung oder einer Beschichtung.
Diese Informationen sind wertvoll, um die Auslegung von Bauteilen zu verbessern, Wärmebehandlungen zu optimieren oder die Ursachen eines vorzeitigen Bruchs zu identifizieren.
Je nach Bedarf können verschiedene Untersuchungen durchgeführt werden:
- chemische Analyse der Haupt- und Spurenelemente;
- metallografische Untersuchung;
- Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit EDX-Analyse;
- Charakterisierung der γ/γ'-Mikrostruktur;
- Messung der Größe und Morphologie der Ausscheidungen;
- Suche nach Porositäten, Einschlüssen oder Gussfehlern;
- Rissanalyse und Bruchuntersuchung;
- Elementkartierung;
- Kontrolle der kristallographischen Orientierung mittels EBSD;
- Charakterisierung von Beschichtungen oder Oxidschichten.
Die mechanischen Eigenschaften einkristalliner Superlegierungen hängen stark von der Kristallorientierung ab. Eine übermäßige Fehlorientierung kann die Kriechfestigkeit verringern und die Lebensdauer der Bauteile verkürzen. Die Kontrolle dieser Orientierung ist daher ein wesentlicher Schritt bei der Qualifizierung kritischer Bauteile.
Eine Expertise ist besonders nützlich, wenn Sie Folgendes möchten:
- ein neues Material qualifizieren;
- mehrere Lieferanten vergleichen;
- eine Fertigungscharge prüfen;
- eine Wärmebehandlung validieren;
- ein Bauteil nach mehreren tausend Betriebsstunden charakterisieren;
- einen Bruch oder eine Rissbildung verstehen;
- ein F&E- oder Reverse-Engineering-Projekt begleiten.
Die Expertise kombiniert mehrere Analysetechniken, um Folgendes miteinander zu korrelieren:
- die chemische Zusammensetzung,
- die Mikrostruktur,
- metallurgische Defekte,
- die geschädigten Bereiche,
- die im Betrieb aufgetretenen Beanspruchungen.
Dieser Ansatz ermöglicht es festzustellen, ob der Ausfall auf einen Werkstofffehler, einen Fertigungsprozess, eine ungeeignete Wärmebehandlung, eine mechanische Überlastung oder eine Alterung im Betrieb zurückzuführen ist.
Die Analyse von Werkstoffen wie CMSX-4 oder René N5 erfordert fortschrittliche Charakterisierungsausrüstung sowie Fachwissen in der Metallurgie hochleistungsfähiger Werkstoffe. Die Kombination von Techniken wie Elektronenmikroskopie, EBSD, chemischer Analyse und metallurgischer Expertise ermöglicht ein umfassendes Verständnis des Werkstoffverhaltens und liefert zuverlässige Erkenntnisse für die Qualifizierung, die Qualitätskontrolle, die Ursachenanalyse von Ausfällen oder F&E-Projekte.
